[發明專利]含咔唑季銨鹽類化合物及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202310246840.5
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN116375631A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 王利民;袁波;王峰;王桂峰;周文浩;王灃;葉文龍;張佳偉;謝奕秋;梁繼升;張玥;李旭揚;田禾;黃卓;覃志忠
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;百合花集團股份有限公司
• 主分類號: C07D209/86
• 分類號: C07D209/86;C07D401/06;C07D401/14;C25D3/38
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 趙建敏

本發明公開了含咔唑季銨鹽類化合物及其制備方法與應用，化合物的結構如下式所示：其中，R選自中的任意一種；n為0～20整數中的偶數；X選自F、Cl、Br、I中的任意一種。本發明所合成的咔唑季銨鹽化合物通過結構中的氮正離子，即季銨化中心，在電極表面可以有較大的覆蓋面積并且可以增加陰極極化，抑制銅沉積從而使得電鍍顆粒更為精細且使得鍍銅層獲得高擇優晶面取向，使其可以作為季銨鹽類整平劑用于酸性電鍍銅。

技術領域

本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種含咔唑季銨鹽類化合物及其制備方法與應用。

背景技術

電鍍技術用于節能、材料表面處理和新材料等方面，被廣泛用于服飾配飾、食品包裝、建筑建材、汽車工業、航空航天材料、便攜電子產品和集成電路工業等眾多行業，是一門與經濟一樣快速發展的學科和技術。電鍍技術的出現和發展極大改善了人們的衣食住行，助力材料行業的研發突破和推動國家的經濟發展。

電鍍技術的應用方向分為裝飾性電鍍和功能性電鍍。裝飾性電鍍主要是對鍍件表面進行電鍍處理，在鍍件表面覆蓋一層薄薄的金屬，其到觀賞性、防腐和耐磨等作用。比如裝修時安裝水龍頭和汽車車標等一般是塑料材質的，為了提高使用質感、增加觀賞性、節能環保和減低成本，通常在表面電鍍一層金屬。該類電鍍技術門檻較低，易掌握。

功能性電鍍一般是指對精密儀器和部件進行精密加工，用在如真空、高壓、高電流密度等特定場景下發揮出優異穩定的性能，常用在精密儀器、航空航天和集成電路等關鍵領域。這一類電鍍技術行業壁壘高、技術復雜、要求苛刻和試錯成本高。隨著全球5G的普及和大面積使用，人們的手持和穿戴設備、智能家居和智慧城市得以實現，而這些場景的背后集成電路功不可沒。

集成電路產業鏈龐大，產值超萬億，是現代工業的先導產業，推動全球的技術升級和節能環保事業不斷發展。集成電路上游產業是計算機輔助設計軟件、精密儀器和新材料等知識密集型行業，其下游是智能家居、個人便攜設備、通信設備、新能源汽車和智慧城市等消費市場領域。可以說，集成電路產業是現代社會系統的樞紐。集成電路主要涉及新材料、精密儀器、計算機軟件輔助設計和先進制造等行業，涉及領域廣，為知識密集型產業，產業附加值高。隨著互聯網、摩爾定律、物聯網和萬物互聯的出現和提出，極大促進和推動集成電路工業的發展，使其占國民經濟比重越來越大。集成電路產業分為：設計、制造、測試封裝及圍繞這一流程所使用的材料、設備和軟件。而電鍍就是在制造和測試封裝中不可或缺的工藝，電鍍添加劑是集成電路電鍍工藝中的關鍵材料之一。

集成電路也叫芯片，其制作過程分為八大流程：晶圓制造、氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、互連、測試和封裝。互連工藝包括鋁(Al)互連工藝和銅(Cu)互連工藝兩種，Al容易被腐蝕和熔點較低，加上Al互連工藝中需要添加金屬沉積物將Al與晶圓分開，以防止其與晶圓反應。但是隨著工藝的升級，Al電路的電氣性能無法滿足要求，因為Cu的電阻更低和電氣性能更好，所以采用Cu互連工藝。Cu互連工藝時先在阻擋層上沉積一層Cu種子層，然后進行電鍍填充高深寬比的盲孔或者通孔圖形，最后用機械拋光去除多余的銅。

電鍍銅鍍液基礎鍍液中含有硫酸銅、硫酸和氯離子，為了實現更好的填充效果，還會加入三類電鍍添加劑：抑制劑(常用聚乙二醇(PEG))、加速劑(常用聚二硫二丙烷磺酸鈉(SPS))和整平劑。

咔唑(9H-carbazole)，也稱二苯并吡咯、9-氮雜芴，是一種常見的含氮雜環化合物。其分子式為C₁₂H₉N，分子量為167.21g/mol，無色晶體或淡灰色粉末，在水、無機酸中不溶解，而微溶于乙醇、丙酮、苯，但在乙酸、氯仿、二硫化碳等溶劑。它是從煤焦油中通過蒸餾而得到的，傳統上用做染料和顏料的原料。近年來，許多研究者以咔唑為分子合成底物合成大量的咔唑衍生物，圍繞這些咔唑衍生物在不同領域的應用展開大量的研究。